积极的公园使用、自然联结感与多维度长期心理健康：高密度中国大都市中的剂量-反应关系与机制路径

《Environmental Research》：Active park use, nature connectedness, and multidimensional long-term mental health: dose–response relationships and mechanistic pathways in a high-density Chinese metropolis

　　

**公园使用时长（PUD）在预测多维度长期心理健康方面优于被动绿色指标**

• 公园使用时长（PUD）在预测多维度长期心理健康方面优于被动绿色指标。
• 实现公园使用时长从统计上显著偏离零所需的最小小时月度PUD在不同心理健康结果间存在差异。
• 自然联结在PUD与抑郁及幸福感之间的关联中起部分中介作用，但对压力/焦虑则无此作用。
• PUD在不同社会人口统计群体中表现出一致的心理健康关联。

**引言**

快速城市化使城市居民暴露于累积的环境压力因素，包括噪音（Klompmaker等人，2019）、空气污染（Zhang等人，2021）、城市热岛效应（Palinkas & Wong，2020）、缺乏接触自然的机会（Cox, Hudson等人，2017）以及高层建筑生活的心理负担（Larcombe等人，2019），从而对心理健康造成巨大压力。在城市人口中，工作年龄人群因职业压力和日常生活需求的双重压力而特别脆弱，使他们成为这些产生压力的城市环境的主要受害者。在中国，这一危机尤为严峻，据估计抑郁风险为10.6%（1.49亿人），焦虑风险为15.8%（2.23亿人）（Fu等人，2023），而精神科医生仅占全国医生的1.49%。鉴于城市公园提供了低成本的自然途径来恢复心理健康，它们已成为重要的公共卫生资源（Hanson & Jones，2015；Twohig-Bennett & Jones，2018）。然而，城市工作年龄人群休闲时间有限，往往导致公园访问时间碎片化且短暂。因此，阐明这些非线性剂量-反应关系——特别是确定最低暴露阈值（启动认知-情感恢复所需的最低暴露量）并追踪连续的、非线性的轨迹（Dai等人，2026；Jiang等人，2025；Jin等人，2024；Ma等人，2026；Yang等人，2026）——对于指导高效的时间绿色空间规划和有针对性的公共卫生指南至关重要。

自然暴露对心理健康的积极影响已得到广泛认可（Kaplan & Kaplan，1989；Ulrich等人，1991），研究重点已从确认其存在转向量化剂量-反应关系。基于自然剂量框架（Shanahan等人，2015），学者们从空间和时间维度研究了自然暴露与心理健康之间的剂量-反应关系。空间维度通过数量指标（如绿色视野指数（Navarrete-Hernandez等人，2024）、绿色覆盖率（Wang等人，2024）和树木蓄积量（Zhang等人，2025））和质量指标（包括植被复杂性（Shanahan等人，2016）和感知质量（Wang等人，2024））来量化暴露强度，而时间维度则关注暴露频率和访问时长（Bressane等人，2024；Martin等人，2020；Shanahan等人，2016；White等人，2019）。虽然客观的空间强度指标评估的是以供应为导向的环境供给，通常作为被动个体暴露的代理指标，但在没有个体行为参与的情况下，它们无法捕获直接的健康效益（Yang等人，2021）。因此，探索时间维度的暴露对于理解主动参与至关重要。

现有研究表明，时间暴露指标与健康结果之间存在非线性关系和阈值效应（例如S形、倒U形或二次曲线）（Jiang等人，2025；Shanahan等人，2015）。例如，一项英国研究发现，每周自然接触时长与幸福感（通过生活满意度衡量）呈正相关，直至120分钟，之后增益趋于平稳或围绕300分钟呈现收益递减（White等人，2019）。同样，一项澳大利亚研究表明，单次访问时长超过75分钟可显著降低抑郁风险（通过DASS-21衡量）（Shanahan等人，2016），而一项巴西研究发现，每周60-90分钟的主动参与可产生最佳的不良幸福感降低效果（通过DASS-21衡量），在210-240分钟后健康收益逐渐减弱（Bressane等人，2024）。此外，每周至少访问自然一次与总体健康呈正相关（Martin等人，2020）。然而，鉴于心理结果维度、测量工具、统计建模方法和地理背景存在显著异质性（主要为低密度的西方城市），将这些关键阈值估计推广到中国高密度大都市环境仍有待进一步实证研究。

在环境健康研究中，心理健康结果大致分为短期（即时生理变化）和长期心理健康（相对稳定的心理功能）（Beute等人，2023；Braubach等人，2021）。本研究特别关注长期心理健康，包括两个互补维度：不良幸福感（ill-being）和幸福感（well-being）（Houlden等人，2018）。现有剂量-反应研究主要聚焦于不良幸福感（Bressane等人，2024；Cox, Shanahan, Hudson, Fuller等人，2017；Shanahan等人，2016），而幸福感（特别是实现性方面）仍研究不足（Jimenez等人，2021）。在高密度中国城市背景下，如综合证据所示（Liu等人，2021），这一知识差距因多维度剂量-反应研究的匮乏和对单维度筛查工具——如一般健康问卷-12（Liu等人，2020；Wang等人，2024）或世界卫生组织-5（Garrett等人，2019；Liu等人，2020；Wang等人，2024）的广泛依赖——而进一步加剧，这些工具仅评估孤立的心理属性，无法捕捉享乐和实现维度下幸福感的多方面谱系。鉴于荟萃分析证据表明，直接接触自然在提升积极情绪方面通常比缓解消极情绪具有更强的正面效应（McMahan & Estes，2015），不同的心理健康结果可能对休闲自然参与表现出差异化的反应。因此，将多维度心理结果与多样化的暴露指标相结合，对于在高密度城市环境中建立细致、全面的自然-健康关系理解至关重要（White等人，2021）。

此外，尽管传统方法学实践通常将连续的心理健康量表进行二分法处理或分类以促进解释，但这些人为转换导致大量信息丢失、统计效力下降以及伪阈值伪影的出现（Shanahan等人，2016；White等人，2019；White等人，2017）。为解决这些局限性，将连续多维度结果指标与广义加性模型（GAM）等非线性建模框架相结合，对于客观表征潜在的剂量-反应轨迹至关重要（Bressane等人，2024；Dai等人，2026；Huang等人，2022；Li等人，2026；Wang等人，2024；J. Zhang等人，2022）。

自然联结（NC）定义为个体对自然环境的主观情感、认知和体验性纽带（Nisbet等人，2009），它与广泛的心理健康益处持续相关，包括减少焦虑（Lawton等人，2017）和抑郁（Piccininni等人，2018），以及提升享乐性（Capaldi等人，2014；Tam，2013）和实现性幸福感（Pritchard等人，2020）。虽然NC通常被描述为相对稳定的个体差异，但它仍可因自然暴露或环境教育而波动（Nisbet & Zelenski，2024）。这种双重特性带来了显著的方法学复杂性，因为NC可能在公园时长与心理健康之间的剂量-反应关系中发挥多方面作用。

首先，作为潜在的混杂因素，NC可能通过同时驱动公园访问行为和基线心理健康而引发自选择偏差。具体而言，高NC个体往往在公园停留时间更长，且天生具有更高的基线心理健康；在剂量-反应建模中忽视NC的混杂效应可能导致将内在特质增益错误归因于实际的公园暴露本身（Cox, Shanahan, Hudson, Plummer等人，2017；White等人，2021）。鉴于NC在既往剂量-反应建模中很大程度上被忽视，在统一分析框架内纳入多种暴露指标和NC对于分离其独特贡献是必要的。其次，作为潜在的调节变量，NC可能修改个体对环境暴露的反应性。高NC个体通常对自然刺激表现出更强的心理亲和力和感知敏感性，使其能够从同等剂量的公园暴露中获得增强的心理健康收益（Liu等人，2022；Martin等人，2020；Richardson等人，2021）。第三，作为潜在的中介变量，NC可能对公园暴露作出反应，进而促进短期情绪恢复、注意力恢复和主观幸福感（Cleary等人，2017；Grabowska-Chenczke等人，2022；Krols等人，2022；Mayer等人，2009）。在此路径下，NC充当将物理公园时长转化为心理健康益处的潜在心理机制。

分离这些并发路径提出了显著的方法学挑战。传统统计方法，如传统中介分析或结构方程建模，通常将中介和调节视为分离的过程，难以容纳暴露-中介交互作用，可能引入估计偏差。为解决这些局限性，反事实中介框架提供了一种严谨的分析方法（Shi等人，2021）。该反事实框架允许将公园时长对心理健康的总效应分解为四个互斥成分：（1）受控直接效应，捕获独立于NC和交互作用的公园时长的直接冲击；（2）纯参考交互作用，反映未中介的调节，即NC修改公园时长的直接健康收益；（3）中介交互作用，代表NC同时作为中介变量和调节变量的交互路径；（4）纯自然间接效应，解释仅通过NC中介、在无交互作用情况下存在的纯间接效益。通过在统一模型中同时评估NC的中介作用及其与公园暴露的交互作用，该反事实框架为高密度大都市环境中城市公园使用与心理健康之间的关系提供了更清晰的机制洞察。

为解决这些问题，本研究以中国中部主要城市武汉作为案例研究，探索公园使用时长（PUD）与多维度长期心理健康（包括抑郁、焦虑、压力和幸福感）之间的剂量-反应关系。研究框架如图1所示。具体而言，本研究回答以下研究问题：

（1）量化剂量-反应模式并确定关键阈值：我们采用GAM追踪非线性轨迹，并确定不同心理健康维度中公园使用时长的关键阈值。

（2）分离潜在机制和中介动态：我们应用反事实中介框架将总效应分解为直接、间接和交互路径，从而系统评估NC在不同心理健康结果中是作为中介变量、调节变量还是两者兼具。

（3）评估主动行为、被动暴露和自然心理联结之间的相对重要性层级：我们采用留一协变量排除（LOCO）分析来排名PUD、社区绿色度、公园覆盖率和NC的相对贡献。

**研究区域**

武汉是中国中部最大的城市。当前国土空间规划以"一城四镇"为发展结构。城市内有众多湖泊和河流，这些自然水体固有地制约了可用于城市开发的土地。常住人口从2010年的979万激增至2022年的1374万，增长了40.4%（《武汉统计年鉴》，2022）。这一快速的人口增长与发展模式……

**描述性统计**

表1展示了受访者的人口统计特征。根据第七次全国人口普查和2023年《武汉统计年鉴》，武汉人口中48.05%为女性，60.07%已婚。非私营单位在职员工的年均薪资为117,322元人民币。我们的样本特征在性别、婚姻状况和年收入方面与官方统计数据相当。然而，虽然我们的配额抽样与……

**公园使用与心理健康的剂量-反应关联**

在控制多尺度环境协变量（400-1,600米）后，PUD与心理健康之间出现了明显的结果特异性剂量-反应模式：PUD与压力呈持续的非线性负相关，与抑郁和焦虑转为线性化的负相关，并与幸福感保持稳健的正向线性关联。跨空间敏感性分析显示，压力（3.84-4.70小时/月）和幸福感（4.54-4.92小时/月）始终表现出……

**结论**

本研究系统考察了中国高密度城市武汉工作年龄成人中PUD与多维度心理健康结果之间的非线性剂量-反应关联。通过整合GAM、LOCO特征排名和反事实中介框架，本研究得出三项关键结论：

第一，主动公园使用与多维度心理健康表现出稳健的有利关联，始终显示出更强的统计关联和预测力……

**CRediT作者贡献声明**

金梓良：审阅与编辑、原创草稿撰写、可视化、验证、方法论、调查研究、形式分析、数据管理、概念构思。

刘旭：审阅与编辑、原创草稿撰写、可视化、调查研究、数据管理。

施远武：审阅与编辑、监督指导。

彭晶：撰写——审阅与编辑、方法论、调查研究

未引用参考文献：Cox等人，2017；Cox等人，2017；Jin等人，2022；Zhang等人，2022。

伦理声明：本研究已从所有参与者或其法定代理人处获得书面知情同意，同意参与本研究并发表文章。已遵守参与者的隐私权。本研究遵循研究所在地相关法律法规、监管框架和指南。本研究已获得武汉纺织大学创新与设计学院机构审查委员会批准（批准号：WTU202212023）。

数据可用性：本研究分析的数据可从通讯作者处合理请求获取。

利益冲突声明：? 作者声明，不存在可能影响本论文所报告工作的已知的竞争性财务利益或个人关系。

致谢：本研究由武汉纺织大学博士科研启动基金（编号：245262）以及湖北省教育厅哲学社会科学研究青年基金（编号：25Q154和25Q055）资助。

金子良|刘旭|施元武|彭晶